ما هي الجوانب التي تشملها فحص تخزين الطاقة التجارية والصناعية

كTester في الخط الأمامي، أعمل يوميًا مع أنظمة تخزين الطاقة الصناعية والتجارية. أنا أعرف جيدًا مدى أهمية تشغيلها المستقر لفعالية الطاقة وأرباح الأعمال. بينما تنمو القدرة المثبتة بسرعة، فإن أعطال المعدات تهدد بشكل متزايد العائد على الاستثمار - أكثر من 57٪ من محطات تخزين الطاقة أبلغت عن تعطل غير مخطط له في عام 2023، حيث يأتي 80٪ منها من عيوب المعدات أو التشوهات النظامية أو التكامل السيئ. أدناه، أشارك رؤى عملية لاختبار الخمسة أنظمة فرعية الأساسية (البطارية، BMS، PCS، إدارة الحرارة، EMS) وثلاثة إطار فحص (الفحوصات اليومية، الصيانة الدورية، التشخيص العميق) لمساعدة الزملاء.

1. ممارسات اختبار الأنظمة الفرعية الأساسية
1.1 نظام البطارية: "قلب" تخزين الطاقة

البطاريات هي العمود الفقري للطاقة، وتتطلب اختبار شامل عبر ثلاثة أبعاد:

(1) اختبار الأداء الكهروكيميائي

• اختبار السعة: اتبع GB/T 34131 - التفريغ عند 0.2C حتى الجهد القاطع (25±2℃)، قارن السعة الفعلية والسعة المحددة لتقييم "الاستمرارية".

• اختبار المقاومة الداخلية: استخدم حقن التيار المتردد (موجة جيبية بتردد 1 كيلوهرتز، الأكثر تمثيلاً ولكنه عرضة للتشويش)، أو التوصيل بالتفريغ المتردد، أو طرق التفريغ المباشر. أوصي بتعزيز الحقن المتردد باستخدام مرشح كالمان لتقليل الضوضاء للحصول على دقة.

• مراقبة SOC/SOH: الجمع بين التكامل بالأمبير-الساعة، الجهد المفتوح، والطيفية الكهروكيميائية. يحافظ التكامل المعدل بالأمبير-الساعة (مع الأخذ في الاعتبار درجة الحرارة وحالات الشحن-التفريغ) على أخطاء SOC أقل من 1٪.

(2) اختبار الأداء الأمني

• اختبار الانفلات الحراري: اتبع UL 9540A - الاختبار على مستوى الخلية والوحدة والنظام لتوصيف سلوك الانفلات الحراري وخواص الاحتراق الغازي (ضروري لتقييم المخاطر).

• اختبار الشحن الزائد/التفريغ الزائد: محاكاة الظروف القصوى وفقًا لـ GB/T 36276 لتحقق من حدود الأمان.

• اختبار حماية القصر الكهربائي: محاكاة القصر الخارجي مباشرةً لتأكيد استجابات الحماية (ضروري لأمان النظام).

(3) اختبار الحالة الفيزيائية

• الفحص البصري: التحقق من تشوه القضية والتسرّب والتسميات الواضحة (التفاصيل الصغيرة تخفي مخاطر كبيرة).

• اختبار الموصلات: التفتيش على الأكسدة والتآكل أو التسرب؛ قياس مقاومة الاتصال (الاتصالات السيئة تسبب فشل التشغيل).

• اختبار الحماية من الغبار والماء (IP): اتبع GB/T 4208 للتأكد من الموثوقية في البيئات القاسية (الغبار والرطوبة وما إلى ذلك).

1.2 BMS: "دماغ" إدارة البطارية

BMS يراقب ويحمي البطاريات - التركيز على التواصل، تقدير الحالة، والحماية:

(1) اختبار توافق بروتوكول التواصل

يجب أن يتم تكامل BMS مع PCS/EMS عبر بروتوكولات مثل Modbus/IEC 61850. استخدم محللي CAN (مثل Vector CANoe) ومترجمي البروتوكولات لاختبار:

• التأخير: ≤200 مللي ثانية

• معدل النجاح: ≥99٪

• سلامة البيانات: لا يوجد فقدان أو تلف.

أستخدم إنشاء حالات الاختبار بناءً على آلة الحالة المحدودة (FSM) لتغطية جميع سيناريوهات التواصل.

(2) تحقق من صحة خوارزمية SOC/SOH

تأكد من أن أخطاء SOC ≤±1٪ وأخطاء SOH ≤±5٪ (GB/T 34131):

• التصحيح خارج الشبكة: مقارنة تقديرات BMS بالسعة / المقاومة الداخلية المقاسة في المختبر

• الاختبار عبر الإنترنت: محاكاة دورة الشحن-التفريغ في العالم الحقيقي.

• يمكن للمحاكيات البطارية ومقلدات واجهة BMS تلقائيًا هذا لتحقيق الكفاءة.

(3) اختبار توازن الخلايا

• التوازن النشط: محاكاة عدم التطابق بين الخلايا لتأكيد استراتيجيات BMS.

• التوازن السلبي: تتبع اتجاهات عدم التطابق على المدى الطويل.
  استخدم النتائج لتقييم ما إذا كان التوازن يلبي احتياجات النظام.

(4) اختبار الحماية الأمنية

تنشيط الشحن الزائد، التفريغ الزائد، والحماية الحرارية:

• مثال: اختبار الشحن الزائد - الاستمرار في شحن بطارية كاملة للتحقق من أن BMS يفصل الدائرة.
  يجب أن يتوافق مع متطلبات GB/T 34131.

1.3 PCS: "مركز الطاقة" لتحويل الطاقة

PCS يقوم بتحويل AC/DC - اختبار الكفاءة، الحماية، ونوعية الطاقة:

(1) اختبار الكفاءة

توافق GB/T 34120 (≥95٪ كفاءة عند الطاقة المحددة):

• مقارنة الإدخال والإخراج: قياس الطاقة في كلتا النقطتين لحساب الكفاءة.

• رسم ملامح الحمل: الاختبار عبر الأحمال لرسم منحنيات الكفاءة.
  استخدم محللات عالية الدقة (مثل Fluke 438-II) عند 25±2℃ للدقة.

(2) اختبار الحماية

تحقق من استجابات الحمل الزائد (110٪ من الحمل المحدد)، القصر الكهربائي، والجهد الزائد. يجب أن يتوافق مع GB/T 34120.

(3) تحليل التوافقيات

تأكد من أن THD ≤5٪ (GB/T 14549/GB/T 19939):

• القياس المباشر: استخدم محللات نوعية الطاقة (مثل Fluke 438-II) لاختبار الموجات.

• تحليل FFT: حساب سعة التوافقيات من إشارات التيار.

• اختبار عبر الأحمال وظروف التشغيل.

(4) اختبار استقرار الإخراج

قياس استقرار الجهد، التردد، وعامل القوة تحت أحمال مختلفة. استخدم أجهزة الرصد/المحلل عالية الدقة للتحقق من الامتثال.

1.4 نظام إدارة الحرارة: "حارس التبريد"

يحافظ على درجة حرارة البطارية المثلى - اختبار التبريد، سيطرة الحرارة، والقوة:

(1) اختبار أداء التبريد

• أنظمة التبريد الهوائي: اختبار انسداد المرشح (انخفاض الضغط) وعمر المروحة (تحليل الاهتزاز).

• أنظمة التبريد السائل: اختبار ضغط الأنابيب (مستشعرات هيدروليكية) وتدفق السائل (عدادات التدفق).
  يجب أن يتوافق مع GB/T 40090. مثال: CATL يستخدم تجميع K-معدل + تنقية الموجات للتوقع SOH بأقل من 3٪ خطأ.

(2) اختبار دقة سيطرة الحرارة

• التساوي: نشر المستشعرات عبر حزمة البطارية، تأكد من أن ΔT ≤5℃ (GB/T 40090؛ الأنظمة السائلة تستهدف ≤2℃).

• وقت الاستجابة: قياس الوقت لاستقرار الحرارة بعد تغيرات البيئة.

(3) اختبار القوة

قم بإجراء اختبار IP (GB/T 4208)، الاهتزاز (GB/T 4857.3)، والرش الملح (GB/T 2423.17). مهم للغاية للبيئات القصوى (مثل مشروع البحر الأحمر لـ Huawei يستخدم التبريد الموزع لظروف 50℃).

(4) الكشف عن التسرب (للأنظمة السائلة فقط)

• الترصيع الفلوريسنت: أضف الصبغة، تفتيش باستخدام الضوء فوق البنفسجي.

• اختبار الضغط: ضغط الأنابيب للتحقق من الأختام.

• تأكد من عدم وجود تسريبات وضغط مستقر للسائل.

1.5 EMS: "قائد" إدارة الطاقة

يقوم بتحسين التشغيل والتوزيع - اختبار الخوارزميات، التواصل، والأمان:

(1) اختبار دقة الخوارزميات

تحقق من التنبؤ بالحمل، تحسين الشحن-التفريغ، والاقتصاديات:

• اختبار التاريخي: استخدام البيانات السابقة لتأكيد النماذج.

• اختبار المباشر: تأكيد التشغيل في الوقت الفعلي.

• مثال: الذكاء الاصطناعي لـ CATL يخفض وقت اكتشاف الأعطال بمقدار 7 أيام، مما يعزز الكفاءة بنسبة 3٪ ويقلل الخسائر بنسبة 25٪.

(2) اختبار توافق بروتوكول التواصل

تأكد من دعم IEC 61850/Modbus (IEC 62933-5-2):

• اختبار التوافق: تأكيد الامتثال للمعايير.

• اختبار التوافق: اختبار التكامل مع BMS/PCS.

(3) اختبار أمان البيانات

تحقق من تشفير SM4، التحكم في الوصول، والتكامل (وفقًا للمعايير الوطنية للترميز):

• التشفير: اختبار تبادل مفتاح SM4.

• التحكم في الوصول: تأكيد تنفيذ إذن المستخدم.

• التكامل: تأكيد عدم فقدان أو تلف البيانات أثناء النقل/التخزين.

(4) اختبار وقت الاستجابة

تأكد من أن وقت استجابة النظام ≤200 مللي ثانية (GB/T 40090) للتعامل مع طلب الشبكة. تنشيط إجراءات EMS وقياس التأخير.

2. إطار الفحص الثلاثي المستوى
2.1 الفحوصات اليومية (اكتشاف الأعطال السريع)

يتم إجراؤها لكل دورية للكشف عن المشكلات مبكرًا:

• النطاق: درجة حرارة البطارية/الجهد/SOC، التواصل مع BMS، معلمات PCS، التبريد الحراري، بيانات EMS.

• الأدوات: كاميرات الحرارة، المتعددات، أجهزة الرصد، معدات اختبار التواصل.

• التركيز: حالة النظام والشذوذ - معالجة المشكلات فورًا.

2.2 الصيانة الدورية (الرعاية الوقائية)

متخططة لتمديد العمر الافتراضي:

• النطاق: المقاومة الداخلية للبطارية (حقن التيار المتردد)، تحديثات البرنامج الثابت لـ BMS/تصحيح SOC، كفاءة PCS/التوافقيات، أختام نظام الحرارة/IP، تحديثات خوارزميات EMS/فحوصات الأمان.

• الأدوات: مقاييس المقاومة المتخصصة، محللي CAN، محللات الطاقة، أدوات التشفير.

• الجدول الزمني: تخصيصه للمعدات (مثل اختبارات البطارية الفصلية، تحديثات BMS نصف السنوية).

2.3 التشخيص العميق (تحليل السبب الجذري)

يتم تشغيله بواسطة مشكلات متكررة (مثل تنبيهات الانفلات الحراري المتكررة، فشل التواصل مع BMS):

• النطاق: الانفلات الحراري (UL 9540A)، تشخيص أعطال BMS، غوص عميق في حماية PCS/الكفاءة، اختبارات تسربات/vibration لنظام الحرارة، تأكيد خوارزميات EMS/مسح الأمان.

• الأدوات: غرف الانفلات الحراري، محللي الاهتزاز، ماسحات التشفير، محققو الأعطال.

• الهدف: تحديد الأسباب الجذرية للإصلاحات/التحديثات المستهدفة.

3. أفضل الممارسات: التوحيد، الاختبار المستند إلى البيانات، الوقاية
3.1 التوحيد

اتبع IEC 62933-5-2/GB/T 40090-2021:

• العملية: حدد التحضير (النطاق، الأدوات، البيئة)، التنفيذ (الاختبار + تسجيل البيانات)، والتحليل (التقرير).

• التقارير: تشمل مواصفات المعدات، ظروف الاختبار، البيانات، النتائج، والتوصيات (وفقًا لمتطلبات GB/T 40090 للتعقب).

3.2 الاختبار المستند إلى البيانات

بناء خط أنابيب بيانات موحد (درجة حرارة البطارية، الجهد، SOC، كفاءة PCS، THD، إلخ). استخدم الذكاء الاصطناعي (LSTM، الغابات العشوائية) والتوائم الرقمية:

• مثال: الذكاء الاصطناعي لـ CATL يتوقع أخطاء SOC <1٪ وانحطاط SOH بدقة >95٪، ويصدر تنبيهات مبكرة بـ 7 أيام للانفلات الحراري.

• مثال: يستخدم Huawei التوائم الرقمية لمحاكاة الظروف القصوى، واكتشاف الأعطال مسبقًا.

3.3 الاختبار الوقائي

جدولة الفحوصات الاستباقية بناءً على سلوك المعدات:الجدول الزمني: توازن الخلايا الفصلي، تحديثات BMS نصف السنوية، فحوصات التوافقيات لـ PCS والأختام الحرارية السنوية، تحديثات خوارزميات EMS الفصلية.

• المؤثرات: التشخيص العميق لارتفاع المقاومة الداخلية ≥5٪ (3 اختبارات متتالية) أو فشل التواصل المتكرر.

يتطلب الاختبار في الخط الأمامي الدقة، الخبرة، والمعرفة العملية. الإتقان لهذه الأنظمة الفرعية والأدوات والاستراتيجيات يضمن أن أنظمة تخزين الطاقة تقدم موثوقية وكفاءة - حماية أعمال وعمليات الشبكة. يجمع هذا الدليل سنوات من الخبرة العملية - أتمنى أن يساعد زملائي في رفع مستوى موثوقية تخزين الطاقة.